王秋红 葛胜兰
【摘 要】本文探讨了《多轴数控编程与加工》课程双语教学改革的依据，阐明了改革目标及具体实施过程，引入经典控制负反馈原理建立优化教学模型，依据单元体系、课时分配、外语比例及方式、双语教材等有关教学实施的权重分析，进行课程教学的持续改进。
【关键词】机制专业；双语教育；校企合作；订单式培养
0 引言
《多轴数控编程与加工》课程我们是与校企合作共同开发的“3+2”高职-本科分段培养教学中的一门接口课程。该课程使学生具备数控车铣复合机床、数控四轴加工中心和数控五轴加工中心的数控加工工艺、程序编制与机床操作能力，教学环节共计64课时。除了在机制专业“3+2”分段培养中开设，同时在计算机辅助设计业制造、数控技术应用、机械制造与自动化等5个专业开设。该课程反应实际生产动向，顺应数控技术新发展的前沿课程，所涉专业知识与技能比较复杂，该专业人才非常紧缺，该课程开设以来，学生对这门课程很感兴趣、期望值也很高。由于课程的专业知识体系、实践操作环境涉及大量英文的使用，为了保证教学质量管理，驱使我们进行双语教学的试点改革。高职院校的双语教学不同于普通的高等学校教学，满足学生的职业需求是教学的主要目标。如何弱化英文使用障碍、强化专业知识技能的掌握是我们重点研究和解决的问题。我们与企业紧密合作开展双语教学改革，并且依据负反馈控制原理，基于学生课程考核成绩和师生校企三方面问卷数据来建立优化教学模型，从而作为今后优化双语教学模式的参考。
1 构造《多轴数控编程与加工》双语教学负反馈模型
基于校企合作的《多轴数控编程与加工》双语教学改革，涉及在多个专业方向，我们依据不同专业特点和生源基础，对课程标准、课程单元体系、教材、教学实施等进行不同程度改革。改革研究需要构造研究模型、解决5个任务：1）搭建教学改革研究模型框架。如图1所示，简化归一化影响因素，初步建立教学负反馈研究模型；2）确立主要影响因素作为变量输入模型。变量的设定必须具有典型性，不相干性；3）影响因素的数据化。例如主观评价、期望的数据化，大量考核成绩的统计、分类和比较；4）影响因素权重的确立。结合专家经验和数据相关性分析，决定因素的权重大小；5）依据研究结果，改进模型结构以及影响因素。
图1 教学负反馈研究模型
图1所示负反馈研究模型中，教师的教学行为作为输入，受到课程标准与实施过程标准的影响，作用于学生，企业专家、教师、学生三方对课程标准与实施过程进行评价反馈，从而对课程标准和实施过程标准进行相应调整，实现课程质量的最优化。
1）模型中学生对知识的接纳过程为一阶阶跃响应过程，可以表达为■，τ反映了学生的响应时间，τ越小学习响应能力越好；
2）模型中教师的教学行为的影响在此模型中可以表述为“比例-积分”环节K■+■，K■为教师的比例调节常数，越大表示教学能力越强，K2为教师的积分调节常数，1/K2反应了调节频率，可以近似认为K2越小教师的调节能力越强；
3）中间变量为改革后的课程标准和实施过程评价，课程质量是输出变量，作为评定改革效果的依据。课程质量是考核成绩与教学效果评价的综合，参与教学效果三方评价的是企业专家、教师、学生，权重比为3：2：1，按满分为1来折算实际得分（评分为1，表示满分，得分越低越需要改进）；考核成绩是5个班学生考核成绩的平均得分。影响考核成绩的有课程标准和实施过程2个变量，将实施过程简化为单元体系、课时分配、外语比例及方式、双语教材、教学设施、教学设施方法6个分量，确定7个变量的权重矢量V1～V7十分关键。
2 《多轴数控编程与加工》双语教学问卷过程
基于以上分析，我们进行评价及期望的问卷调查，问卷对象为学生、教师、企业专家三类人群，问题涉及五大部分：1）课程标准评价（课程知识、能力、素质要求；课时；教学场地；考核方式）；2）单元体系评价（多轴加工的典型任务、课时分配、外语比例及方式、实践设施、教学设施、教学方法等）3）校企合作评价（师资、时间、课时、场地等）；4）教学效果评价（单元体系、外语比例及方式、教材、教学方式、考核方式等）；5）改进意见（单元体系、外语比例及方式、教材、教学方式）。针对不同人群，使用不同的卷面。企业专家和教师问卷主要涉及4）以外部分，学生问卷主要涉及教学效果评价和改进意见部分。所有问题均为客观题形式，将选项与实际情况的吻合程度作为该选项的分值，例如“哪个总课时比较合理？1）32；2）48；3）64；4）76；5）92”，64是实际课时数，选项3）的分值为1，而选项1）32的分值则为|32-64|/64=0.5。
面向与课程相关的三类人群，回收有效问卷263份，其中企业专家9份，教师问卷11份，学生问卷243份；问卷有效率达74.5%。企业专家反馈信息显示认为学生学完课程《多轴数控编程与加工》后：66.67%的专家认为对将来工作有用，用处不大的达到22.22%，认为无用的为11.11%。这说明该课程的重要性已得到企业认同；66.67%的专家肯定了采用双语教学的必要性，并且55.56%的专家认为外语比例应控制在30%左右，这与教师问卷结果比较吻合；学生有66.67%的人认为双语教学有必要，但对现有教学比较满意的仅为41.15%。可见学生肯定了双语教学的必要性，但具体实施上还有很大改进空间。
3 基于数据分析结果的持续改进
企业专家、教师和学生三类不同问卷对象的卷面不同，所以必须对数据进行归一化处理，把问卷结果按照问卷对象3：2：1的权重计算综合平均得分。分析7个变量所涉问卷数据与课程阶段性考核结果的相关程度，确定负反馈模型中的权重矢量V1～V7；进而以评价矩阵与实施矩阵间的偏差矩阵作为反馈矩阵，例如“单元1典型花键零件四轴加工应该占用课时？”的问卷课时若为6，实际课时为8，则偏差值计算为：（6-8）/8=-0.25。
我们统计实施《多轴数控编程与加工》双语改革的2014级5个班级问卷数据，利用STATA14对83题的得分与考核成绩进行二元序次Logit回归检验分析，分析影响因素与考核成绩间的相关程度。如表1所示，分析了“外语使用比例及方式”9个问题与考核成绩间相关程度，相关系数的大小说明了该问卷项与考核成绩的相关性。
从序次Logit回归检验结果看出涉及外语使用方式的9个因素中，使用适当比例的双语教学、增加实践操作中的口语交流、通过实操培养英文思维能有效改进教学质量，会有效提高考核成绩，其作用排序呈现递增的态势。按照9个问题的问卷得分和相关系数计算综合得分为0.683<1 ，因此现行“外语使用比例及方式”存在较大改进空间。我们以这9个方面的得分及不同权重为指导，以评价矩阵与实施矩阵间的偏差矩阵作为反馈矩阵，在2015级课程6个项目实施过程中，根据实际教学条件对外语使用方式进行持续阶段性改进，逐步提高《多轴数控编程与加工》双语课程教学质量。同理，针对课程标准、单元体系、课时分配双语教材、教学设施、教学设施方法6个分量，采用同样方法确定7个变量的权重矢量V1～V7，进而以各自评价矩阵与实施矩阵间的偏差矩阵作为反馈矩阵，对有关教学几个方面进行持续改进。《多轴数控编程与加工》课程6个项目经过持续改进，对学生的各项能力按五分制进行评价，与2014级未进行持续改进时对比，学生在英文界面软件操作熟练度、英文操作的表述能力和英文界面功能按钮的理解程度上得到顯著提升。
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